沉砂池的计算

- 1 -

4.4.2 沉砂池

要包括无机性的砂粒、其比重约为2.65。

涡流沉砂池以及斜板式沉砂池。本设计中采用曝气(aeration)沉砂池。其优点是：通过调节曝气量可控制污水旋转流速，使之作旋流运动，产生离心力，去除泥砂，排除的泥砂较为清洁，处理起来比较方便；且它受流量变化影响小，除砂率稳定。同时，对污水也起到预曝气作用。

1.沉砂池主体设计： ⑴ 池子中总有效容积：

t Q V ⨯⨯=60max

式中 max Q ——最大设计流量，取274.1max =Q m 3/s ；

t ——最大设计流量时的流行时间，一般为1～3min ，取2min 。

- 2 -

由此得

153260274.1=⨯⨯=V m

3

⑵ 水流断面积：

1

m ax

v Q A =

式中 1v ——水流流速，06.01=v ～0.12m/s ，取0.08m/s 。 得

1608

.0274.1==

A m 2

取14m 2

。

⑶ 池总宽度：

2

h A B =

式中 2h ——设计有效水深（2～3m ），取2.5m 。 得

4.65

.216

==

B m ⑷ 每格池子宽度：

设池子格数2=n 格，并按照并联设计。当污水量较小时，可考虑一个工作，一个备用，得

2.32

4.62===

B b m 宽深比

28.15

.22

.32==h b 介于1.0～1.5之间，符合要求。

⑸ 池总长度：

9.1014

153≈==

A V L m 长宽比

54.32

.39.10<==b L

- 3 -

符合要求。

⑹ 每小时所需空气量：

max 3600Q d q ⨯⨯=

式中 d ——每m 3

污水所需曝气量（m 3

/m 3

），d 值为0.1～0.2，取0.15；

q ——所需曝气量（m 3/h ）。 得

688274.115.03600=⨯⨯=q （m 3

）

采用压缩空气竖管连接穿孔管，管径2.5～6.0mm ，取3mm 。 ⑺ 沉砂室所需容积：

城市污水的沉砂量可按15～30m 3

/106

m 3

计算，含水率为60%，容重为1500kg/m 3。

6

max 1086400

⨯⨯=

Z K XT Q V

式中 X ——城市污水沉砂量，取30m 3/106m 3污水；

T ——清砂间隔时间，取1d ；

z K ——生活污水流量总变化系数，5.1=z K 得

2.210

50.186400

130274.16

=⨯⨯⨯⨯=

V m 3

，取2.5m 3。 ⑻ 沉砂斗容积0V ：

设每一分格有两个沉砂斗，砂斗容积应按不大于2天的沉砂量计算，斗壁与水平面的倾角不小于55度，得

625.04

5.2220==⨯=

V V m 3

⑼ 沉砂斗各部分尺寸：

设斗底宽6.01=a m ，斗壁与水平面成55°角，斗高5.0'3=h m ，则沉砂斗上口宽a 为：

3.15521'

3=+︒

=

a tg h a m 沉砂斗容积：

47.0)3.13.16.06.0(3

8.0)(3'22211231=+⨯+=++=

a aa a h V m 3

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01V V >，符合要求。

⑽ 沉砂室高度：

设采用机械排砂，横向池底坡度为0.1坡向砂斗，则沉砂室高度3h 为：

()8.022.03.129.101.08.022.02'33=÷-⨯-⨯+=⎪⎭

⎫

⎝⎛--+=a L i h h m

⑾ 池体总高度：

设超高3.01=h m ，则

6.38.05.23.0321=++=++=h h h H m

采用竖管曝气最不易堵塞。竖管配气和管径为Φ50mm ，一条配气管设4对空气竖管，共8根空气竖管，竖管流速为4～5m/s ，其最大供气量为：

432

868828=⨯=⨯q m 3

/h 每根布气管上设有6根支管，每根支管的最大供气量为：

- 5 -

17.76

43=m 3

/h 由于曝气沉砂池所需的供气量和压力都比曝气池小得多，所以，鼓风机不用单设，可以与曝气池合用，具体管路计算与曝气池相同。

2.进出水设计 ⑴ 曝气沉砂池配水槽

来水由泵站出水井跌水进入沉砂池配水槽。配水槽尺寸为：

25.16.50.1⨯⨯=⨯⨯H L B 。其中,槽宽=B 1.0,B H 25.1=，L 与池同宽，取5.6m 。为避免异重流的影响，采用潜孔入流，过孔流速控制在0.2～0.4m/s 之间，取0.3m/s 。

单池配水孔面积:

12.23

.02274.1=⨯==

nv Q F m 2

设计孔口尺寸为：1.1m ⨯2.1m ，查给《排水工程手册》第一册，第571页表得，

g

v h 22

ξ=，水流经孔口的局部阻力系数06.1=ξ，水流经孔口时的流速：

30.012.22274

.12max =⨯==

F Q v m/s 则水头损失

00486.08

.923.006.12=⨯=h m

⑵ 曝气沉砂池出水

出水采用非淹没式矩形薄壁跌水堰，堰宽b 同沉砂池宽同沉砂池宽2.8m ，通过堰口流量：

gH mbH Q 2= （4-3） 式中 m ——流量系数，取0.5；

H ——堰上水头（m ）。

将

H H ⨯⨯⨯⨯=8.928.25.0274.1

代入式（4-3），得42.0=H m 。设堰跌水高度1.0=h m ，则沉砂池出水的水头损失为0.42m ，出水流入水渠中，渠底接DN1000管接入集配水井。槽尺寸：

25.16.50.1⨯⨯=⨯⨯H L B